竹胶合材抗压性能试验研究与分析开题报告

 2021-08-09 00:07:40

1. 研究目的与意义

研究现代结构用平/侧相间及平压竹材集成材的受压破坏模式、应力应变模型及相关力学性能。本项目的研究符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要(20062020)》确定的节能降耗、开发利用农林生物质资源的重点领域及优先主题,也符合《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》部署的重大任务之一绿色发展,建设资源节约型、环境友好型社会,具有重要的理论意义和应用价值,为现代竹木建筑结构的设计、推广和应用提供试验资料和理论基础。

2. 国内外研究现状分析

2007年,张叶田、何礼平对竹集成材和竹指接集成材的物理力学性能进行了试验研究,并与几种常用的建筑结构木材(如落叶松,水曲柳,杉木) ,毛竹及多孔砖砌体、混凝土物理力学性能相比。结果表明:竹集成材的抗拉强度和抗压强度较高,抗剪强度表现良好的塑性性能,是一种综合力学性能很好的建筑结构材料。

任海青、张东升等人对毛竹、麻竹和绿竹及箣竹等4种竹材进行了顺纹(轴向)和横纹(径向)抗压动态破坏过程试验,分析了竹材的纵、横向抗压力学性能,并对不同品种不同年龄的竹种抗压强度进行了比较。结果表明:竹材的抗压本构关系、动态破坏过程以及试样的宏观断口形貌间表现出很好的相关性,并且竹材的品种、年龄和抗压方向对竹材的抗压强度都有影响。

冼杏娟和冼定国研究了常用的毛竹与篙竹在不同面开缺口的断裂特性。采用常用的和在扫描电镜内的弯曲加载方式,实时观测裂缝动态扩展过程及破坏形式。结果表明:竹材具有良好的断裂性能,断裂韧性一般比木材高。裂缝扩展方向随着竹层径向纤维密度变化而呈现的各向异性程度的不同而异,内层近似各向同性,裂缝呈自相似扩展外层纤维含量大,呈明显的各向异性,裂缝沿纤维界面方向扩展。扩展过程类似复合材料,分弹性、非弹性、稳定与不稳定四个阶段。从微观结构破坏讨论了竹材的断裂机理。

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3. 研究的基本内容与计划

平/侧相间及平压竹材集成材抗压性能试验:

1、对截面为95mm95mm,试件高度285mm的竹材集成材进行材性试验,得出竹材集成材的抗压强度、弹性模量、泊松比等。

2、对高度有95mm,140mm,190mm,240mm,285mm的构件进行轴压试验,记录试验现象,分析构件的破坏过程、破坏特点及不同高度下竹材集成材的极限承载力和抗压强度。

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4. 研究创新点

本文的研究对象为绿色建筑材料,进行抗压试验,观察试验现象,提出设计方法和建议。运用ANSYS有限元分析软件对试件进行模拟分析,并与试验所得数据进行对比。

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